電器的基礎知識

電器的定義、分類及電磁式電器的工作原理
一、電器的定義和分類
電器——自動或手動接通和斷開電路，能實現對電路或非電對象切換、保護、檢測、變換和調節目的的電氣元件
分類：
低壓電器——交流1000V或直流1200V以下
（一）按工作電壓等級分
高壓電器——交流1000V或直流1200V以上
手動電器——需人工直接操作才能完成指令任務
（二）按動作原理分
自動電器——按照電的或非電的信號自動完成指令任務
（三）按用途分 1. 控制電器——用于各種控制電路和控制系統
2. 主令電器——用于自動控制系統中發送控制指令
3. 保護電器——用于保護電路及用電設備
4. 配電電器——用于電能的輸送和分配
5.執行電器——用于完成某種動作或傳動功能
電磁式電器——依據電磁感應原理工作
（四）按工作原理分
非電量控制電器——靠外力或某種非電物理量的變化而動作
二、電磁式電器——電氣控制線路中使用量最大，類型很多，工作原理和構造基本相同
感測部分——電磁機構
主要組成部分
執行部分——觸頭系統
（一）電磁機構
作用：將電磁能量→機械能量→觸頭動作→接通或分斷電路
組成：吸引線圈、鐵心、銜鐵等
1. 常用的磁路結構：（見教材P7 Fig1-1）
2. 吸引線圈：將電能轉換成磁場能量。按通入吸引線圈的電流種類不同，可分為直流線圈和交流線圈
3.鐵心：直流電磁鐵的鐵心——整塊鋼材或工程純鐵制成。在直流情況下，線圈發熱而鐵心不發熱，所以吸引線圈做成高而薄的瘦高型，且沒有骨架，線圈與鐵心直接接觸，易于散熱。
交流電磁鐵的鐵心——硅鋼片疊鉚而成。在交流情況下，鐵心中有磁滯和渦流損耗，線圈和鐵心都發熱，所以，吸引線圈有骨架，與鐵心隔離，并做成矮胖型，有利于鐵心和線圈散熱。
（二）電磁吸引力與特性
在氣隙值δ及外加電壓值一定時：
直流電磁鐵——電磁吸引力為恒定值
交流電磁鐵——電磁吸引力隨時間變化

電磁吸力平均值
吸力特性——電磁吸力Fat隨銜鐵與鐵心間氣隙δ變化的關系曲線（見教材P8 Fig1-2）
（三）反力特性和返回系數
反力特性——反作用力Fr（由觸頭彈簧、反作用力彈簧產生）與氣隙δ的關系曲線
返回系數——釋放電壓（或電流）與吸合電壓（或電流）的比值，用β表示（反映
電磁式電器靈敏度的參數），β大而靈敏度高。

（四）交流電磁機構中短路環的作用
由交流電磁吸力公式可知：Fat有兩個分量：
1. 恒定分量Fo，其值為最大值的一半
2. 交變分量F ，F =Focos2ωt，其幅值是最大吸力值的一半，并以兩倍電源頻率變化
總的電磁吸力Fat從0～Fatm變化，曲線如教材P9 Fig1-3所示。由圖1-3曲線可見：電磁機構在工作中，銜鐵始終受到反作用彈簧、觸頭彈簧等反作用力Fr作用。盡管電磁吸力的平均值Fo大于Fr，但在某些時候，Fat仍將小于Fr（見圖中斜線部分）。當FatFr時，銜鐵開始釋放；當Fat>Fr時，銜鐵又被吸合，周而復始，使銜鐵發生振動，發出噪聲。
引入短路環——消除振動和噪聲。
具體辦法：見教材P9 Fig1-4。
三、電器觸頭系統和電弧
（一）觸頭系統——電器的執行部分，用于通斷電路。
材料：銅質、銀質
結構：橋式、指型 （見教材P10 Fig1-5）
（二）電弧的產生及滅弧（請同學自學教材P10～P11的內容）
產生：觸頭間氣體在強電場作用下的放電現象
滅弧關鍵：采取措施使電弧迅速冷卻，從而熄滅。
開關電器
一、刀開關——結構最簡單，應用最廣泛的手控電器。用于低壓電路不頻繁動作。
文字及符號：教材P13 Fig1-10
二、轉換開關（組合開關）——手控電器。在機床電氣設備中，主要作為電源引入開關；或直接用于控制非頻繁起動和停止的小容量異步電動機。
文字及符號：教材P13 Fig1-12
三、自動開關（自動空氣斷路器）——低壓電路中常用的具有保護環節的斷合電器。
當電路發生嚴重過載、短路以及失壓等故障時，能自動切斷故障電路，保護串接其后的電氣設備；正常情況下，也可用于不頻繁地接通和斷開電路及控制電動機。